Устройство для автоматической поверки термоэлектрических термометров из неблагородных металлов в динамическом режиме Советский патент 1979 года по МПК G01K15/00 

тивлений, переменных резисторов, одна из компенсацион 1ых цепей снабжена делителем напряжения и переменным ре зистором, а вторая - резистором, закорачивающим вход нуль-органа, выпол ненного в виде усилителя, который че рез реверсивный двигатель связан с калиброванным реохордом.компенсацион ной схемы. Недостатком устройства является невозможность точной поверки в динамическом режиме. Наиболее близким потехнической сутцности к изобретению является устройство для автоматической поверки термопар f3, содержащее образцовый термоэлектрический термометр, подклю ченный к входу преобразователя ЭДС, выход которого соединен с первым вхо дом вычитающего устройства, ко второ му входу которого через коммутатор подключен поверяемый термоэлектричес кий термометр, а к его выходу подклю чено регистрирующее устройство-, В этом устройстве преобразователь ЭДС образован автоматическим компенс тором и электромеханическим функцио,нальным преобразователем, а измерительным прибором является второй ком пенсатор постоянного тока.. Недостатком устройства является болыпая погрешность при автоматической поверке в динамическом режиме. Целью изобретения является повыше ние точности автоматической поверки термоэлектрических термометров из не благородных металлов в динамическом режиме. Это достигается тем, что в предла гаемое устройство введены контрольны термоэлектрический термометр, вычислительное устройство, блок управлени и генератор тактовых импульсов, причем контрольный термометр подключен к входу вычислительного устройства, выход которого соединен с входом бло ка управления, выходы блока управления подключены к управляющим входам преобразователя ЭДС и коммутатора, а выход тактового генератора соединен с управляющим входом вычислитель ного устройства и. вторым входом управления преобразователя ЭДС, Кроме того, вычислительное устрой ство содержит электрический аналог поверяемого термометра, вьрсод которого подключен к первому входу компаратора, второй вход которого через запоминающее и ключевое устройство подключен к входу электрического ана лога. На фиг,1 изображена блок-схема описываемого устройства; на фиг.2 блок- схема вычислительного устройст ва; на фиг.З - изменение выходного напряжения преобразователя ЭДС и ЭДС поверяемого термометра при поверке. Устройство для автоматической поверки термоэлетрических термометров содержит терг- оэлектрический термометр 1, преобразователь ЭДС 2, вычитатающее устройство 3, коммутатор 4, измерительное и регистрирующее устройство 5, контрольный термоэлектрический термометр 6, вычислительное устройство 7, блок управления 3, генератор тактовых имлульсов 9. Образцовый термометр 1 подключен к входу преобразователя ЭДС 2, выход которого соединен с одним из входов вычитающего устройства 3. Выходы поверяемых термозлектрических термометров подключеЕ1ы к входам коммутатора 4, выход которого соединен с другим входом вычитающего устройства 3, к выходу которого подключено измерительное и регистрирующее устройство 5. Контрольный термоэлектрический терглометр 6 подключен к входу вычислительного устройства 7, выходы которого подключены к управляющему входу преобразователя ЭДС 2 и к входу блока управления 8, выход которого подключен к управляющему входу коммутатора. К управляющему входу вычислительного устройства 7 и ко второму входу управления преобразователя ЭДС 2 подключен выход генератора 9 тактовых импульсов. Выход блока управления 8 соединен с управляющим входом коммутатора 4 , , Вычислительное устройство 7 содержит электрический аналог 10 поверяемого термоэлектрического термометра, ком1 1утатор 11, запоминающее устройство 12, компаратор 13. Контроль ный термоэлектрический термометр б подключен к входам аналога 10 и коммутатора 11, выход которого соединен с запоминающим устройством 12. Ко входам компаратора 13 подключены выходы запоминающего устройства 12 и аналога 10. К управляющему входу коммутатора 11 подключен выход генератора 9 тактовых импульсов. Выход компаратора 13 подключен к входу блока управления 8. Устройство работает следующим образом, В режиме проверки температура печи изменяется по линейному закону (регулярный тепловой ренсим) . Диаметры tepмоэлектродов контрольного 6 и образцового 1 термоэлектрических термометров равны, поэтому их динамические характеристики (постоянная времени и запаздывания) также совпадают, В момент t (см.фиг.3) подачи управляющего импульса с выхода генератора 9 коммутатор 11 подключает к входу запоминающего устройства 12 вьсход контрольного термоэлектрического термометра б и, таким .образом, на одном из входов компаратора 13 фиксируется ЭДС контрольного термоэлектрического .термометра 6 в момент t . Одновременно управляющий импульс генератора 9 подается на управляющий ПлОд преобразователя ЭДС 2, при этом а преобразователе запоминается выход ioe напряжение, равное стандартному значению ЭДС поверяемого термометра 1:,| при температуре печи Т в момент времени t, , В момент времени -i ЭДС поверяемого термоэлектрического термометра будет равно некоторому значению Eg г причем Е,| Ег (см.фиг.З), так как постоянная гремени и запаздывание поверяемого термометра значительно превышают эти характеристики для образцового термоэлектрического термометра. В момент времени t, ЭДС контрольного термоэлектрического термометра подается также на вход электрическог аналога 10 поверяемого термометра. Электрический аналог 10 представляет из себя инерционное звено перво го порядка с запаздьшанием, характеристики которого (постоянная времени и запаздывание) идентичны динамическ характеристикам поверяемых термоэлек трических термометров, поэтому выход ной сигнал аналога 10 будет совпадат по фазе с изменением выходного сигна ла поверяемого термоэлектрического термометра. В момент t2 равенства выходного напряжения аналога 10 ЭДС контрольно го термоэлектрического термометра 6, зафиксированной в момент -t.j запоминающим устройством 12 на втором входе компаратора 13, компаратор 13 выдает в блок управления 8 сигнал на начало поверки. Таким образом, вычис лительное устройство 7 осуществляет вычисление момента задерж выходного сигнала преобразователя ЭДС. Задержка выходного сигнала преобразователя ЭДС 2 на время At позволя ет устранить динам11ческую составляющую погреашости поверки, связанную с различием в динамических характери тиках образцового и поверяемого термоэлектрических термометров. В моме-нт блок управления 8 выдает команды управления коммутатором 4, который в циклическом режиме осуществляет подключение выходов поверяемых термоэлектрических термометро к входу вычитающе го устройства 3, на другом входе которого зафиксировано ста ндартное значение ЭДС, в момент t . Разности между ЭДС псшеряемых термоэлектрических термометров и ста дартным значением ЭДС измеряются и р гистрируются устройством 5. После окончания цикла поверки с блока управления 8 поступает сигнал управления на блок преобразования ЭДС 2,который переключается с режима запоминания на режим отслеживания изменения выходного сигнала образцового термоэлектрического термометр 86 I до прихода очередного тактового импульса с генератора 9, после чего весь цикл повторяется, Упpaвляюu и вход в описанном выше блоке преобразования ЭДС 2 может быть построен на основе триггера и управляемом им реле. Переключение триггера осуществляется импульсами тактового генератора 9 или блока упоавления 8. Контакты реле коммутируют цепь питания исполнительного двигателя привода компенсации измерительной схемы автоматического компенсатора постоянного тока, входящего в состав преобразователя ЭДС. В первом устойчивом положении триггера контакты реле замкнуты, и компенсатор в обычном режиме отслеживает изменение выходного сигнала образцового термоэлектрического термометра. После прихода очередного управляющего импульса триггер переключается во второе устойчивое положение, контакты реле размыкаются, и цепь питания двигателя привода компенсации разрывается. Положение подвижной части компенсатора и связанного с ней механически функционального преобразователя фиксируется , чем достигается запоминание выходного напряжения преобразователя 2 на момент прихода управляющего импульса. Следующий импульс управления вновь изменяет состояние триггера, и преобразователь переходит в режим отслеживания ВДС образцового термоэлектрического термометра 1. Таким образом, предлагаемое устройство может работать без снижения точности поверки при различных, в том числе и больших, скоростях нагрева при отклонении закона изменения температуры печи от линейного, что обеспечивает наименьшее время процесса поверки. Поскольку нет необходимости стабилизации температуры на точках поверки, мо1ут быть применены более простые и дeuJeвыe системы регулирования температуры поверочной печи. В принципе, поверку можно проводить при произвольном законе изменения температуры печи, некоторые ограничения могут быть наложены только на вторую производную процесса. Поверка может проводиться как в режиме -нагрева, так и в режиме охлаждения (когда температура изменяется по экспоненциальному закону, что дает возможность вообще исключить регулятор температуры из комгшекта поверочного оборудования. Важным достоинством заявляемого устройства является полная автоматизация процесса поверки. Заявляемое устройство может найти применение в различных отраслях промышленности для повышения производительности поверки термоэлектрических